Преобразователь угловых перемещений

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()945639

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 22. 08. 80 (21) 2966191/25-28 (51) Щ. Кд, С O l В 7/30 с присоединением заявки М (23) Приоритет

3Ьвударствевй кемктвт

СССР ае двлам взабретекнй и отхрыткв (53) УДК621.317.

° 39: 531 ° 71 (088. 8) Опубликовано 23 07 ° 82 ° Бктллетень Ют 27

Дата опубликования описания 25.07 82 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения угловых перемещений.

Известны трансформаторные преобразователи угловых перемещений, обеспе- 5 чивающие преобразование углового поворота подвижной части в линейно изменяющийся выходной сигнал и содержащие два ферромагнитных диска, на

10 обращенных одна к другой внутренних поверхностях которых в противоположных направлениях выполнены двухзаходовые пазы по спирали Архимеда, в которых бифилярно расположены обмотка возбуждения и измерительная обмотка (1).

Недостатком преобразователя является сложность изготовления пазов и обмоток по двухзаходовой спирали

Архимеда и ограниченные возможности, так как на выходе преобразователя может быть получен только один информационный сигнал.

Наибрлее близким к изобретению является преобразователь угловых перемещений, содержащий относительно подвижные ферромагнитные элементы с выступами на их поверхностях, обращенных одна к другой, и обмотки возбуждения и считывания,, размещенные на выступах одного из этих элементов. На центральном выступе одного дискового ферромагнитного эле" мента размещена обмотка возбуждения преобразователя, а на выступах, равномерно распределенных по его периферии, размещены вторичные обмотки считывания 12), Однако число радиальных выступов на втором дисковом ферромагнитном элементе отличается от числа обмоток считывания на единицу, благодаря чему в различных положениях дискового элемента без обмоток относительно дискового элемента с обмотками только . один из его радиальных выступов может совпасть с соответствующей об5639 4

3 94 моткой считывания. Вследствие этого преобразователь имеет низкий уровень выходного сигнала и недостаточную чувствительность.

Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя.

Поставленная цель достигается

-тем, что в преобразователе угловых перемещений выступы на одном из ферромагнитных элементов образованы канавками, выполненными по спирали

Архимеда, а на другом - кольцевыми канавками и радиальными пазами, в которые уложены выполненные в виде секторов секции обмоток возбуждения и считывания.

На фиг. 1 изображен преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - сечение.

А-A на фиг. 1; на фиг. 3 - временные диаграммы напряжений, получаемых в секциях обмоток считывания преобразователя; на фиг. 4 - электрическая схема соединения секций обмоток возбуждения и считывания.

Преобразователь угловых перемещений содержит неподвижный Ферромагнитный элемент 1 и жестко закрепленный на вращающейся оси 2 второй ферро магнитный элемент 3. Неподвижный фер" ромагнитный элемент 1 имеет на своей внутренней, обращенной к элементу 3 поверхности, выступы 4, образованные кольцевыми канавками 5 и радиальными пазами 6. Преобразователь (фиг. 1 и

2) имеет четыре: секционные обмотки возбуждения и считывания, уложенные в радиальных пазах 6 и кольцевых канавках 5 неподвижного элемента 1. (!исло секций в общем случае может быть любым). В соответствии с этим неподвижный элемент 1 имеет четыре радиальных паза 6, в которых уложены выполненные в виде секторов четыре секции 7-10 обмотки возбуждения, соединенные последовательно-встречно, и четыре секции 11-14 обмотки считывания. Выступы 15 на Ферромагнитном элементе 3 образованы канавками, выполненными по спирали Архимеда. Число заходов спирали может быть в принципе любым, однако шаг спирали Архимеда должен быть равен шагу между .кольцевыми выступами 4, т.е. сумме ширины канавки 5 и ширины выступа 4.

Преобразователь работает следующим образом.

При подведении напряжения 0 О переменного тока к секциям 7-10 обмотки возбуждения магнитный поток, Благодаря тому, что в преобразователе одновременно перекрываются между собой по площади выступы 4 и

:15 относительно Ферромагнитных элементов 1 и 3, увеличиваются уровень выходного сигнала и чувствительность преобразователя, а следовательно, и точность измерения им угловых пере50 мещений. При увеличении количества обмоток в преобразователе увеличивается и его разрешающая способность, так как увеличивается количество участков "дискретизации", распознаваемых, например, путем сравнения .3gC U<< -0,14 по амплитуде: на участке от Я/4 до 7 /2 0 0, 7В >О и 2 Ъ 1 4 т,п.

55 создаваемый ими, замыкается через воздушный зазор, и выступы 15 подвижного Ферромагнитного элемента 3, пронизывая секции 11-14 обмотки считывания. В тех местах, где кольцевые выступы 4 неподвижного ферромагнитного элемента 1 совпадают с спиральными выступами 15 подвижного элемента

3, зазор между ними становится миниto мальным, вследствие чего и магнитное

1сопротивление этих участков будет ! минимальным (участки повышенной проводимости показаны на фиг. 2 заштрихованными). Так как величина ЗДС, наведенная в секциях обмотки считывания, пропорциональна проводимости соответствующих участков магнитной цепи преобразователя, с изменением проводимости, которая в свою очередь щ будет пропорциональна площади участков повышенной проводимости, ЗДС, наведенная в секциях 11-14 этой обмотки, также будет изменяться. Выполнение канавок, а следовательно, и выступов i5 подвижного Ферромагнитного элемента 3 по спирали архимеда,. приводит к тому, что при повороте элемента 3 на угол будет происходить перемещение участков повышенной проводимости по окружности преобразователя, благодаря чему напряжения U „ -U<+ на выходе секций 11-14 обмотки считывания будут .изменяться практически синусоидальна с сдвигом одна относительно другой на 90о (Фиг. 3) . Некоторая коррекция формы выходных сигналов .U< -0 4 может быть достигнута, наприiмер, путем компенсации краевых эффектов за счет соответствующего выбора соотношений между шириной кольцевых канавок 5 и шириной выступов 4.

5 945639

Таким образом, преобразователь, ли ч а ю шийся тем, что, с цеугловых перемещений обладает повышен- лью повышения чувствительности, высной чувствительностью и разрешающей тупы на одном из ферромагнитных элеспособностью, а также имеет более ментов образованы канавками, выполвысокий уровень выходного сигнала. s ненными по спирали Архимеда, .а на другом - кольцевыми канавками и радиальными пазами, s которые уложены формула изобретения выполненные в виде секторов секции

f обмоток возбуждения и. считывания.

Преобразователь угловых перемещений, содержащий относительно подвиж- Источники информации, ные ферромагнитные элементы с высту- принятые во внимание при экспертизе пами на их поверхностях, обращенных Авторское свидетельство -СССР одна к другой, и обмотки возбуждения - 460562, кл. 6 ОВ С 9/04, 1974. и считывания, размеценные на высту- ts 2. Заявка фРГ lC 2301483, пах одного из этих элементов, о т - кл. G Of 0 5/20, 1975 (прототип).

945639

A-Я к и к и к и K к

fl ll И и н

ГЛ ГГЛ

ВНИИПИ Заказ 5312/57 Тираж 614 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4